JP2008209027A - Humidifying member and humidifier using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、その液体を蒸発させて気体を加湿するための加湿部材およびこれを用いた加湿器に関するものである。 The present invention relates to a humidifying member for humidifying a gas by blowing gas to a humidifying member that absorbs and holds the liquid and evaporating the liquid, and a humidifier using the humidifying member.
従来、室内の湿度調整の目的で使用される加湿器としては、熱源により水を加熱して沸騰させ、その水蒸気を放出させる加熱方式、超音波の振動によって水を細かな霧状の粒子に変化させて放出させる超音波方式、あるいは水を吸収保持させたフィルターに空気を通過させて湿った空気を放出させる気化方式などが提供されており、各方式の特徴に応じた使用環境で用いられている。 Conventionally, as a humidifier used for the purpose of indoor humidity adjustment, water is heated to a boil by a heat source and the water vapor is released, and the water is changed into fine mist-like particles by ultrasonic vibration. There are ultrasonic methods that can be released, or vaporization methods that allow air to pass through a filter that absorbs and retains water and releases moist air, etc., and are used in usage environments according to the characteristics of each method Yes.
図5は、従来の気化方式の加湿器の一例を示す概略断面図である。 FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional vaporizing humidifier.
この従来の気化方式の加湿器30は、気体取り入れ口31と、送風手段32と、吸湿性を有する多孔質体からなる加湿部材33と、液体供給部34と、気体吹き出し口35とから構成されている。この加湿器30を用いれば、気体取り入れ口31から気体を取り入れ、送風手段32から送られてくる気体と液体供給部34より供給された液体を吸収保持した加湿部材33とを接触させることにより気体を加湿し、気体吹き出し口35から加湿された気体が放出される。
This conventional
しかしながら、このような加湿器30は、液体供給部34から供給された液体が加湿部材33の全体へと供給されるのに時間がかかるため、気体を加湿して失われた加湿部材33内部の水分を補うための液体が加湿部材33へと速やかに供給されないため、加湿器30の加湿効率が低いという問題があった。
However, in such a
この問題に対し、気化方式の加湿器として、例えば特許文献1には、多孔質セラミックスで形成され、多数の貫通孔を有する加湿部材を用い、この加湿部材の全周方向より給水を行なう給水部を備えた加湿器が記載されている。この加湿器によれば、送風手段の送風方向における開口率が大きく且つ表面積が極力大きくなる形状に加湿部材を形成してあることにより、加湿部材内を空気が良好に通過し、送風手段の圧力損失が少なくなり、且つ空気と加湿部材との接触面積が増加して加湿効率を向上させることができるというものである。
To solve this problem, for example,
また、特許文献2には、セラミックス繊維等からなる波形シートを複数枚積層してハニカム形状を呈する斜行ハニカムからなる加湿部材と、水平方向が壁面で囲まれる枠体、複数の上部透水孔が穿設されると共に枠体の上部に壁面と隙間なく配置される上部孔空板、及び複数の下部透水孔が穿設されると共に枠体の下部に隙間なく且つ上部孔空板と略平行に離間して配置される下部孔空板からなる水分配部と、上部孔空板に水を供給する散水管とを有する散水手段と、受水部と、送風手段とを備える加湿器が記載されている。この加湿器によれば、水が散水手段の下面から略均一な流量で広範囲に分散して斜行ハニカムからなる加湿部材の上面に流下するため、効率よく加湿することができるというものである。
しかしながら、特許文献1に開示された加湿器では、加湿部材の全周方向から給水が行なわれたとしても、やはり外周部から中心部まで均一に水が供給されるのに時間を要するため、空気を加湿して失われた加湿部材内部の水分を補うための液体が加湿部材へと速やかに供給されないため、加湿器の加湿効率が低下するという問題点があった。
However, in the humidifier disclosed in
また、特許文献2に開示された加湿器では、加湿部材としてセラミックス繊維からなる波形シートを複数枚積層し接着して得られた斜行ハニカムを用いており、この斜行ハニカムの上面開口部から水を供給するため、加湿部材全体への均一且つ速やかな水の供給という点においては優れた効果を有するものの、斜行ハニカムを形成するセラミックス繊維等からなる波形シートの厚みが0.5mm前後と薄く、加湿部材が水を給水保持できる量が少ないため、空気を加湿して失われた加湿部材内部の水分を供給するには、上部からの給水量を多くする必要があり、給水のためのポンプや貯水タンクおよび循環用の配管が大きくなり、加湿器全体のサイズが大きくなるという問題点があった。
Further, the humidifier disclosed in
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、加湿部材全体への液体の浸透が速やかに行なわれると同時に、加湿部材が液体を吸収保持できる量を増加させることのできる加湿部材を提供することを目的とする。また、この本発明の加湿部材を用いることによって加湿効率の高い加湿器を提供することを目的とする。 The present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and is capable of increasing the amount that the humidifying member can absorb and hold the liquid at the same time that the liquid permeates the entire humidifying member quickly. An object is to provide a member. Moreover, it aims at providing the humidifier with high humidification efficiency by using the humidification member of this invention.
本発明の加湿部材は、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、前記液体を蒸発させて前記気体を加湿するための加湿器用の加湿部材であって、前記気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部を設けた平板状の多孔質体を複数個重ね合わせてあることを特徴とするものである。 The humidifying member of the present invention is a humidifying member for a humidifier for blowing gas to the humidifying member that absorbs and holds the liquid, evaporating the liquid, and humidifying the gas, and follows the air blowing direction of the gas A plurality of flat porous bodies having a plurality of grooves on the main surface are overlaid.
また、本発明の加湿部材は、上記構成において、前記多孔質体はセラミックスからなることを特徴とするものである。 The humidifying member of the present invention is characterized in that, in the above configuration, the porous body is made of ceramics.
また、本発明の加湿器は、上記いずれかの構成の本発明の加湿部材を有することを特徴とするものである。 Moreover, the humidifier of this invention has the humidification member of this invention of one of the said structures, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の加湿器は、上記構成において、前記加湿部材を加熱する加熱部を有することを特徴とするものである。 Moreover, the humidifier of this invention has a heating part which heats the said humidification member in the said structure, It is characterized by the above-mentioned.
本発明の加湿部材によれば、液体を吸収保持した加湿部材に気体を送風し、液体を蒸発させて気体を加湿するための加湿器用の加湿部材であって、気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部を設けた平板状の多孔質体を複数個重ね合わせてあることによって、主面に複数の溝部を設けた平板状の多孔質体同士の重ね合わせ面に生じる微小な隙間が溝部間における液体の流通路となって、多孔質体からなる加湿部材の全体に速やかに液体を供給することができる。併せて、気体を加湿して失われた加湿部材内部の水分を補うための液体を加湿部材各部に速やかに供給することができるため、加湿器の加湿効率を向上することができる。さらに、多孔質体の主面に設けた複数の溝部を液体の供給路として利用することもできるので、その場合には加湿部材全体に対して効率良く迅速に液体の供給を行なうことができるものとなる。また、多孔質体の複数の溝部が気体の送風方向に沿った主面に設けられていることから、この溝部を通る気体に対して効率良く加湿を行なうことができ、液体の効率的な供給と相まって、気体に対する所望の加湿を安定して行なうことができる。 According to the humidifying member of the present invention, a humidifying member for a humidifier for blowing gas to the humidifying member that absorbs and holds the liquid and evaporating the liquid to humidify the gas, and the main humidifier along the gas blowing direction. By overlapping a plurality of flat plate-like porous bodies having a plurality of groove portions on the surface, there are minute gaps generated on the overlapping surfaces of the flat plate-like porous bodies having a plurality of groove portions on the main surface. It becomes a flow path of the liquid between the groove parts, and the liquid can be quickly supplied to the whole humidifying member made of the porous body. In addition, since the liquid for supplementing the moisture inside the humidifying member lost by humidifying the gas can be quickly supplied to each part of the humidifying member, the humidifying efficiency of the humidifier can be improved. Furthermore, since a plurality of grooves provided on the main surface of the porous body can be used as a liquid supply path, in that case, the liquid can be efficiently and rapidly supplied to the entire humidifying member. It becomes. Further, since the plurality of groove portions of the porous body are provided on the main surface along the gas blowing direction, it is possible to efficiently humidify the gas passing through the groove portion, and to efficiently supply the liquid. In combination with the above, the desired humidification of the gas can be stably performed.
また、本発明の加湿部材によれば、この加湿部材の多孔質体がセラミックスからなるときには、加湿部材の機械的強度が向上すると共に、耐熱性が向上するため、長期間の使用によって大気中の埃や粉塵,液体に含有される不純物の析出等によって加湿部材が目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によって加湿効率を回復させることができ、加湿部材の交換サイクルを大幅に延長することが可能になる。また、長期間の使用によって加湿部材に藻や雑菌等が繁殖し始めたとしても、高温での熱処理によって簡単且つ確実に藻等の除去や殺菌処理を行なうことができ、衛生的な状態で加湿を継続することができる。 Further, according to the humidifying member of the present invention, when the porous body of the humidifying member is made of ceramic, the mechanical strength of the humidifying member is improved and the heat resistance is improved. Even if the humidification member is clogged due to dust, dust, precipitation of impurities contained in the liquid, etc. and the humidification efficiency decreases, heat treatment at high temperature is possible, so the humidification efficiency can be restored by heat treatment, It is possible to greatly extend the humidifying member replacement cycle. In addition, even if algae and germs start to grow on the humidifying member after long-term use, the algae can be removed and sterilized easily and reliably by heat treatment at high temperatures, and humidification is performed in a hygienic state. Can continue.
また、本発明の加湿器によれば、このような優れた特性の本発明の加湿部材を用いたことにより、加湿効率が高いため従来よりも小型で、ランニングコストが低く、且つ衛生面に優れた加湿器とすることができる。 Further, according to the humidifier of the present invention, by using the humidifying member of the present invention having such excellent characteristics, the humidification efficiency is high, so the size is smaller than before, the running cost is low, and the hygiene aspect is excellent. Can be a humidifier.
さらに、本発明の加湿器によれば、加湿部材を加熱する加熱部を有するときには、加湿開始までの時間短縮や加湿量の増加から加湿効率を高められるとともに、加湿部材に藻や雑菌等が繁殖し始めた場合にも、ヒーター等の加熱部により藻等の除去や殺菌をすることが可能であることから、衛生面に優れた加湿器とすることができる。 Furthermore, according to the humidifier of the present invention, when the heating unit for heating the humidifying member is provided, the humidifying efficiency can be improved by shortening the time until the start of humidification and increasing the humidifying amount, and algae, germs, etc. are propagated on the humidifying member. Even when starting to do so, it is possible to remove and sterilize algae and the like with a heating unit such as a heater, so that a humidifier excellent in hygiene can be obtained.
以下、本発明の加湿部材および加湿器の実施の形態の例について説明する。 Hereinafter, the example of embodiment of the humidification member and humidifier of this invention is demonstrated.
図1は、本発明の加湿部材および加湿器の実施の形態の一例を示す斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an example of an embodiment of a humidifying member and a humidifier according to the present invention.
この加湿器10は、加湿部材1と、加湿部材1に液体を供給するための液体供給部4と、加湿部材1に気体を送る送風手段5と、加湿部材1に吸収保持されずに加湿部材1の下部より滴下する液体を回収して循環させるための液受け6とを備えている。
The humidifier 10 includes a humidifying
また、液体供給部4には不図示の給水ポンプが接続され、液体供給部4に設けられた給水孔より液体が滴下または噴霧されて加湿部材1へと液体が供給される。そして、供給された液体のうち、加湿部材1によって吸収保持されなかった液体は、加湿部材1の下方へと滴下して液受け6に回収され、回収された液体は、液受け6と液体供給部4とを結ぶ不図示の配管と給水ポンプとを通って循環されている。
In addition, a water supply pump (not shown) is connected to the
また、送風手段5は、プロペラ式のファンやターボブロワ等、必要とされる風量,風速に応じて適宜選択して使用できる。例えば、加湿器10をできるだけ小型化したいときはプロペラ式のファンを用いればよく、大きな部屋を加湿する用途に使用する加湿器10としたいときは、風量の大きなターボブロワを用いればよい。 The air blowing means 5 can be appropriately selected and used according to the required air volume and speed, such as a propeller fan or a turbo blower. For example, a propeller fan may be used to make the humidifier 10 as small as possible, and a turbo blower with a large air volume may be used to make the humidifier 10 used for humidifying a large room.
この加湿器10を用いれば、送風手段5から送られてくる気体と、液体供給部4より供給された液体を吸収保持した加湿部材1とを接触させることにより、加湿部材1によって加湿された気体が放出される。このとき、加湿部材1は、気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部3を設けた平板状の多孔質体2を複数個重ね合わせてあることが重要である。
If this humidifier 10 is used, the gas sent from the
図2は、本発明の加湿部材の実施の形態の一例を示す、(a)は溝部を設けた平板状の多孔質体を複数個重ね合わせてある加湿部材の斜視図であり、(b)は溝部の断面形状が矩形状の多孔質体,(c)は溝部の断面形状が半円形状の多孔質体,(d)は溝部の断面形状が三角形状の多孔質体の斜視図である。なお、図2(a)において加湿部材1の左右に配置した複数の矢印は、加湿部材1に対する気体の送風方向を示すものである。
FIG. 2 shows an example of an embodiment of the humidifying member of the present invention, (a) is a perspective view of the humidifying member in which a plurality of flat plate-like porous bodies provided with grooves are stacked, and (b) FIG. 7 is a perspective view of a porous body having a rectangular cross-sectional shape of the groove, (c) a porous body having a semicircular cross-sectional shape of the groove, and (d) a perspective view of a porous body having a triangular cross-sectional shape of the groove. . In addition, the some arrow arrange | positioned on the right and left of the
図2(a)に示す例のように、本発明の加湿部材1は、気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部3を設けた平板状の多孔質体2を複数個重ね合わせてあることにより、液体供給部4から供給された液体が、それぞれの多孔質体2の重ね合わせ面に生じる微小な隙間を通って上部から下部へと速やかに浸透しながら、多孔質体2の溝部3を通って左右方向へも迅速に液体が供給されることから、加湿部材1全体への液体の供給が迅速に行なわれるため、加湿部材1を用いた加湿器10による加湿効率を向上させることができる。
Like the example shown to Fig.2 (a), the
このように、加湿効率の向上には、送風手段5によって送られて加湿部材1を通過する気体にかかる圧力損失を小さくすることが必要であり、溝部3の断面形状を(b)に示す例のような矩形状,(c)に示す例のような半円形状,または(d)に示す例のような三角形状として気体の送風方向に対して平行に設けることによって、加湿器10の風量を大きくし、加湿部材1に吸収保持された液体をより効率的に蒸発させることが好ましい。
Thus, in order to improve the humidification efficiency, it is necessary to reduce the pressure loss applied to the gas sent by the blowing means 5 and passing through the humidifying
図3は、本発明の加湿部材を構成する多孔質体の実施の形態の他の例を示す、(e)は傾斜した溝部を設けた多孔質体の例,(f)は波形状の溝部を設けた多孔質体の例,(g)は交差した溝部を設けた多孔質体の例の斜視図である。 FIG. 3 shows another example of the embodiment of the porous body constituting the humidifying member of the present invention, (e) is an example of a porous body provided with inclined grooves, and (f) is a wave-shaped groove. (G) is a perspective view of an example of a porous body provided with intersecting grooves.
図2(b)〜(d)に示す例においては、複数の溝部3は風量を大きくするために、気体の送風方向に対して平行に設けられているが、加湿量を重視するときには、図3(e)に示す例のように溝部3を傾斜させて加湿する流路を延長させたり、(f)に示す例のように波形状にしたり、(g)に示す例のように溝部3が交差する形状としたりして、気体と液体を吸収保持した加湿部材1との接触面積を大きくすることも可能である。所望される風量や加湿量に応じて図2(b)〜(d),図3(e)〜(g)を適宜選択または組み合わせて加湿部材1を構成することが好ましい。
In the example shown in FIGS. 2B to 2D, the plurality of
さらに、加湿部材1全体への液体の供給を迅速に行なうためには、多孔質体2の重ね合わせ面に微小な溝を上下方向,左右方向および斜め方向の少なくともいずれか一方向に形成してもよく、この場合、多孔質体2の重ね合わせ面を、薄刃のダイヤモンド砥石を使用したスライシングマシン等で機械加工することによって微小な溝を形成してもよい。
Furthermore, in order to quickly supply the liquid to the
なお、多孔質体2の溝部3は、一方の主面のみに設けても、両方の主面に設けてもよい。いずれの場合でも溝部3間の主面と隣の多孔質体2の主面(溝部3があってもなくても)との重ね合わせ面に生じる微小な隙間が溝部間における液体の流通路となって、多孔質体からなる加湿部材の全体に速やかに液体を供給することができる。
The
そして、本発明の加湿器10に用いる加湿部材1を構成する多孔質体2の材質としては、多孔質であれば特に制限は無く、樹脂,セラミックス,金属、あるいは軽石やシラス等を用いてもよいが、加湿部材1としての機械的強度や加熱処理によるクリーニングや殺菌処理の際の耐熱性を考慮すると、セラミックスが好適である。
The material of the
図4は、本発明の加湿器の実施の形態の他の例を示す斜視図である。なお、図1と同様の部材には同じ符号を用いて示す。 FIG. 4 is a perspective view showing another example of the embodiment of the humidifier of the present invention. In addition, the same code | symbol is shown using the same member as FIG.
図4に示す加湿器20は、加湿部材1と、加湿部材1に液体を供給するための液体供給部4と、気体を送る送風手段5と、加湿部材1に吸収保持されずに加湿部材1の下部より滴下する液体を回収して循環させるための液受け6と、加湿部材1の両端に取り付けられ加湿部材1を加熱する加熱部7と、加熱部7に加熱用の電力を供給すると同時に加熱温度を調整するための温度コントローラ8とを備えている。
The humidifier 20 shown in FIG. 4 includes a humidifying
このような構成とすることにより、加湿部材1を加熱部7で加熱することによって液体の蒸発を容易にして、加湿開始までの時間を短縮したり、あるいは加湿量の増加から加湿効率を向上させたり、運転停止時に加湿部材1に吸収保持された液体を乾燥させることによって、加湿部材1への雑菌等の付着や繁殖を抑制したり、あるいは、加湿部材1を100℃以上の高温にすることで、加湿部材1に付着した雑菌や病原菌,ウイルス等を死滅させ殺菌できるので、衛生面にも優れた加湿器20とすることができる。
By adopting such a configuration, the humidifying
また、加熱部7は、必ずしも加湿部材1と接していなければならないことはなく、加湿部材1に近接させて設置してもよいが、セラミックスへの抵抗体印刷技術や積層技術を応用して加熱用のヒーターを内蔵した多孔質体2を作製し、これを複数個重ね合わせて加湿部材1としてもよい。こうすれば、加熱部7の設置スペースを別途設ける必要が無く、加湿器20の小型化が可能となる。
Further, the heating unit 7 does not necessarily have to be in contact with the humidifying
また、加湿部材1が多孔質体2を複数個重ね合わせてなることから、それぞれの多孔質体2の間に板状のヒーターからなる加熱部7を挟持させた構造としてもよい。このような構造とすれば、図4に示す例のように、加湿部材1の両端に加熱部7を配置したときと比較して、加湿部材1全体をすばやく加熱することが可能となるため、加湿部材1の加熱による乾燥や殺菌に要する時間を短縮できる効果がある。
Further, since the humidifying
このようなセラミックスからなる加湿部材1を構成する多孔質体2の製造方法としては、成形原料を粉末加圧成形法,押出成形法,射出成形法等の成形方法で所望の形状に成形し、必要に応じて機械加工を施した後、焼成炉にて所定の温度パターンで熱処理してバインダを焼失させると共にセラミックス粒子同士を焼結させ、さらに必要に応じて機械加工を施すことにより、セラミックスからなる多孔質体2を得ることができる。
As a manufacturing method of the
ここで、押出成形法を用いた多孔質体2の製造方法について詳述する。
Here, the manufacturing method of the
まず、所定の粒径を有するセラミック粉体とバインダと水とを混合撹拌ミキサーで混合し、混練機等で混練して、粘土状の成形原料とし、スクリューと、スクリューを覆って一部に成形原料の投入口を開口したバレル部と、バレル部の出口側に金型が接続された構成のスクリュー式の押出成形機を用いて成形を行なう。 First, a ceramic powder having a predetermined particle size, a binder, and water are mixed with a mixing and stirring mixer, kneaded with a kneader or the like to obtain a clay-like forming raw material, and the screw and the screw are partially formed Molding is performed using a barrel-type extrusion machine having a configuration in which a barrel portion having an inlet for raw material is opened and a mold is connected to the outlet side of the barrel portion.
このとき、セラミック粉体としては、アルミナ,ジルコニア,窒化硅素,炭化硅素,窒化アルミニウム,フェライト等がその使用目的に応じて適宜選択され、必要に応じて酸化硅素,酸化カルシウム,酸化マグネシウム,酸化ニッケル,酸化亜鉛,酸化銅等の焼結助剤を添加しても良い。また、バインダとしては、押し出し成形時の成形原料の流動性,成形体の保形性や強度,脱バインダ性を総合的に考慮すると、水溶性のセルロースエーテルを使用するのが好ましい。その添加量は、セラミック粉体100質量部に対して水溶性のセルロースエーテルを0.5〜25質量部の割合で添加すればよい。このバインダの添加量が0.5質量部未満では、押し出し成形時の成形原料の流動性が悪化して、成形原料が詰まったり、得られた成形体の強度が不足したりして、ハンドリングが困難となるため好ましくない。また、バインダの添加量が25質量部を超えると、焼成時にバインダを焼失させる時間が長時間必要となるため生産効率が悪く、さらにバインダが焼失するときの収縮率が大きくなり、成形体の変形や破損が生じやすくなるため、好ましくない。よって、水溶性のセルロースエーテルの添加量が0.5〜25質量部であれば、成形原料の流動性が良好で詰まることがなく、ハンドリングに耐え得る強度を持った成形体を得ることができる。 At this time, as the ceramic powder, alumina, zirconia, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, ferrite, etc. are appropriately selected according to the purpose of use, and silicon oxide, calcium oxide, magnesium oxide, nickel oxide are used as necessary. Sintering aids such as zinc oxide and copper oxide may be added. Further, as the binder, it is preferable to use water-soluble cellulose ether in consideration of the flowability of the molding raw material at the time of extrusion molding, the shape retention and strength of the molded body, and the debinderability. The addition amount should just add water-soluble cellulose ether in the ratio of 0.5-25 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic powder. If the added amount of the binder is less than 0.5 parts by mass, the fluidity of the molding raw material during extrusion molding deteriorates, the molding raw material is clogged, or the strength of the obtained molded body is insufficient, and handling is difficult. Therefore, it is not preferable. In addition, if the added amount of the binder exceeds 25 parts by mass, it takes a long time to burn out the binder at the time of firing, resulting in poor production efficiency, and the shrinkage rate when the binder is burned out increases, resulting in deformation of the molded body. This is not preferable because it tends to cause damage. Therefore, if the amount of water-soluble cellulose ether added is 0.5 to 25 parts by mass, a molded body having a strength sufficient to withstand handling can be obtained without causing clogging of the molding raw material and without clogging.
また、バインダを溶解して軟化させ、押し出し成形時の成形原料に適度な流動性を持たせるために添加する溶媒としては、バインダであるセルロースエーテルに対する溶解性に優れ、且つ安全性に優れた水を用いるのが好ましい。水の添加量は、押し出し成形時の成形原料の流動性や、押し出し成形後の成形体強度を考慮して調整すればよいが、その添加量はセラミック粉体100質量部に対して5〜30質量部の割合で添加すればよい。 Moreover, as a solvent to be added to dissolve and soften the binder and give the molding raw material at the time of extrusion molding appropriate fluidity, water having excellent solubility in cellulose ether as a binder and excellent safety can be used. Is preferably used. The amount of water added may be adjusted in consideration of the fluidity of the forming raw material at the time of extrusion molding and the strength of the molded body after extrusion molding. What is necessary is just to add in the ratio of a mass part.
このようにして得られた成形原料をバレル部に開口している投入口より投入する。投入された成形原料は、スクリューの回転により、スクリューとバレル部内壁間との隙間を通ってバレル部の出口側に接続された金型の方向へと押し出され、この金型を通過することにより、成形体が得られる。このとき、金型の出口の断面形状を、例えば図1(b)に示す多孔質体2の断面形状とすることで、主面に断面形状が矩形状の複数の溝部3を有する成形体を得ることができる。
The molding raw material thus obtained is charged from a charging port opened in the barrel portion. The injected molding raw material is pushed out by the rotation of the screw through the gap between the screw and the inner wall of the barrel portion in the direction of the die connected to the outlet side of the barrel portion, and passes through this die. A molded body is obtained. At this time, the cross-sectional shape of the exit of the mold is, for example, the cross-sectional shape of the
次に、この成形体を乾燥させる。急激な乾燥は成形体を変形させるため、自然乾燥でもよいが、一定時間の自然乾燥と、灯油ボイラ等で気温80℃前後に設定された乾燥室で残留する水分を除く乾燥とを組み合わせて実施する方が好ましい。また、高周波やマイクロ波を用いて、成形体の内部を加熱して乾燥させる方法も、成形体の変形を防止し、且つ、短時間で乾燥させることができるという点で有効な手段である。 Next, this molded body is dried. Rapid drying may deform the molded body, so it may be natural drying, but it is performed in combination with natural drying for a certain period of time and drying that removes residual moisture in a drying room set at a temperature of about 80 ° C with a kerosene boiler. Is preferred. Further, a method of heating and drying the inside of the molded body using high frequency or microwave is also an effective means in that the deformation of the molded body can be prevented and drying can be performed in a short time.
そして、成形体の乾燥後、焼成を行なう。焼成の温度パターンは使用するセラミック粉体の種類や粒径によって異なるが、例えば平均粒径40μmのアルミナを使用する場合であれば、まず室温から300〜500℃の温度までを2〜6時間かけて昇温し、その後1〜4時間の保持時間を設けることによって、成形体に含まれるバインダを焼失させる。その後、1000〜1600℃の最高温度まで2〜6時間かけて昇温し、1〜4時間の保持時間を設けた後、室温まで徐々に冷却すればよい。 And after drying a molded object, baking is performed. The firing temperature pattern varies depending on the type and particle size of the ceramic powder used. For example, if alumina with an average particle size of 40 μm is used, it takes 2 to 6 hours from room temperature to 300 to 500 ° C. Then, the binder contained in the compact is burned off by providing a holding time of 1 to 4 hours thereafter. Thereafter, the temperature is raised to a maximum temperature of 1000 to 1600 ° C. over 2 to 6 hours, a holding time of 1 to 4 hours is provided, and then gradually cooled to room temperature.
得られた多孔質体2の気孔率としては、必要とされる液体の吸収保持量や加湿量に応じて調整して使用すればよいが、吸収保持量や加湿量をできるだけ多くして、加湿器20の加湿効率を良くするためには、15〜70%の気孔率が適している。多孔質体2の気孔率が15%未満では、供給された液体が加湿部材1全体に浸透するまでの時間がかかるため、その間の加湿器20の加湿効率が低下し、70%を超えるときは、供給された液体が多孔質体2に吸収保持されずに多孔質体2を通過して下方へと滴下してしまい、加湿器20の加湿効率が低下するため、好ましくない。供給された液体が速やかに加湿部材1全体に浸透し、且つ液体が加湿部材1に吸収保持される量をできるだけ多くして、加湿器20の加湿効率をさらに良くするためには、多孔質体2の気孔率は35〜60%がより好ましい。
The porosity of the obtained
また、多孔質体2の大きさに関しては特に制限が無く、例えば大きなサイズの加湿部材1が必要な場合には、多孔質体2の大きさを大きくしても良いが、小さなサイズの多孔質体2を複数毎重ね合わせた加湿部材1をさらに縦横および前後に複数個組み合わせて所望のサイズの加湿部材1として使用しても良い。
Moreover, there is no restriction | limiting in particular regarding the magnitude | size of the
また、多孔質体2に設けられる溝部3の大きさとしては、その深さが多孔質体2の厚みに対して20〜80%の範囲が好ましい。20%未満であると、気体との接触面積が十分でないため、加湿器20の加湿効率が低下し、80%を超えると、多孔質体2の強度が著しく低下し、多孔質体2の製造工程における歩留まりが低下して、多孔質体2の製造コストの上昇を招いたり、加湿器20として使用する際に、加湿効率の向上や雑菌の付着や繁殖の抑制を目的とした加湿部材1の加熱等によって破損を生じたりするため、好ましくない。
Moreover, as a magnitude | size of the
さらに、多孔質体2を複数個重ね合わせる際には、重ね合わせ面に微小な隙間を生じるように重ね合わせることが重要である。これには、例えば重ね合わせ面に部分的に接着材を塗布して、重ね合わせ面に微小な隙間を生じるように接着する、硬化後に多孔質となるような接着剤を用いる、クランプを用いて固定する、所定の寸法に作製された枠体に複数個を重ね合わせた多孔質体2を挿入する等の方法の中より適宜選択して、多孔質体2を固定して加湿部材1とすればよい。
Furthermore, when a plurality of
また、多孔質体2の重ね合わせ面に薄刃のダイヤモンド砥石を使用したスライシングマシン等で機械加工することによって微小な溝を上下方向,左右方向および斜め方向の少なくともいずれか一方向に形成することが好ましい。これにより、さらに加湿部材1の全体に速やかに液体を供給することが可能となる。
Further, by forming a fine groove in at least one of the vertical direction, the horizontal direction, and the oblique direction by machining with a slicing machine using a thin blade diamond grindstone on the overlapping surface of the
また、加湿部材1への雑菌や病原菌,ウイルス等の繁殖を抑制する目的で、多孔質体2を抗菌作用を有する材料で作製してもよく、あるいは、多孔質体2に抗菌作用を有する物質を含浸させたり、表面をコーティングしたりしてもよい。抗菌作用を有する物質としては、銀,銅,亜鉛,ニッケル,酸化チタン,リン酸チタニウム等があり、適宜選択して使用することができる。
Further, for the purpose of suppressing the propagation of germs, pathogenic bacteria, viruses, etc. on the humidifying
このように、本発明の加湿部材1は、気体の送風方向に沿った主面に複数の溝部3を設けた平板状の多孔質体2を複数個重ね合わせてあることから、重ね合わせ面に生じる微小な隙間が液体の流通路となって、また、溝部3も液体の供給路として利用することができるので、加湿部材1の全体に速やかに液体を供給することができる。併せて、気体を加湿して失われた加湿部材1の内部の水分を補うための液体を加湿部材1に速やかに供給することができるため、加湿器20の加湿効率が向上させることができる。
As described above, the humidifying
また、加湿部材1がセラミックスからなるときには、加湿部材1の機械的強度が向上すると同時に、耐熱性が向上するため、例えば、長期間の使用によって、大気中の埃や粉塵,液体に含有される不純物の析出によって加湿部材1が目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によってそれら析出した不純物を除去して加湿効率を回復させることが可能となり、加湿部材1の交換サイクルを大幅に延長することができる。
Further, when the humidifying
また、この加湿部材1を用いた加湿器10は、加湿効率が高いため従来よりもコンパクトで、ランニングコストが低く、且つ衛生面に優れた加湿器10とすることができる。
Further, the humidifier 10 using the
さらに、本発明の加湿部材1を加熱する加熱部7を有する加湿器20は、加熱部7によって加湿部材1を加熱することにより、液体の蒸発を容易にして加湿開始までの時間を短縮したり加湿量の増加から加湿効率を向上させたりすることができる。また、運転停止時に加湿部材1の吸収保持された液体を乾燥させることによって、加湿部材1への雑菌の付着や繁殖を抑制したり、あるいは、加湿部材1を100℃以上の高温にすることで、加湿部材1に付着した雑菌や病原菌,ウイルス等を死滅させ殺菌したりすることが可能となり、一般家庭や工場等の湿度調整用としてはもとより、衛生面が重視される病院や老人福祉施設,幼稚園,保育園等においても好適に使用することができる。
Furthermore, the humidifier 20 having the heating unit 7 that heats the humidifying
また、加湿器20は、必ずしも送風手段5を備えなくてもよく、別途送風する手段を有する既存の送風装置やエアコン,空気清浄機等と組み合わせて使用することもできる。 Moreover, the humidifier 20 does not necessarily need to be provided with the air blowing means 5, and can be used in combination with an existing air blower, an air conditioner, an air purifier or the like having a means for separately blowing air.
以下に本発明の実施例を示す。 Examples of the present invention are shown below.
本発明の加湿部材1の試料No.1として、高さが52.5mm,厚みが5.0mm,奥行きが50.0mmのポリエチレン樹脂からなる多孔質体(気孔率55%)の片方の主面に幅が2.5mm,深さが2.5mm,溝間のピッチが5.0mmの矩形状の溝部3を10本設けた平板状の多孔質体2を作製した。この多孔質体2を複数の溝部3を設けた片方の主面同士が重ならないように10枚重ね合わせ、さらに、端部に位置する、多孔質体2の溝部3が露出している面に、高さが52.5mm,厚みが2.5mm,奥行きが50.0mmの同質のポリエチレン樹脂からなる多孔質体を重ね合わせることによって、縦が52.5mm,横が52.5mm,奥行きが50.0mmの試料No.1の加湿部材1を得た。
Sample No. of the humidifying
次に、本発明の加湿部材1の試料No.2の作製にあたり、多孔質体2の原料として平均粒径が40μmの高純度アルミナと、バインダとしてセルロースエーテルと、水とを用意した。そして、この高純度アルミナ100質量部と、高純度アルミナ100質量部に対して、15質量部のセルロースエーテルと、25質量部の水とを市販の混合攪拌ミキサーに入れ混合し、混練機で混練して、成形原料とした。次に、この成形原料を図2(b)に示す多孔質体2を得ることのできる断面形状の金型を備えたスクリュー式の押出成形機を用いて押し出し成形し、図2(b)に示す矩形状の溝部3を設けた成形体を得た。
Next, sample no. In preparation of No. 2, high-purity alumina having an average particle size of 40 μm as a raw material for the
そして、この成形体を乾燥させた。乾燥においては、急激な乾燥を避けるため、一定時間自然乾燥した後、灯油ボイラ等で気温80℃前後に設定された乾燥室での乾燥を組み合わせて行なった。成形体の乾燥後、焼成炉内にて、酸化雰囲気のもと、室温から400℃まで4時間かけて昇温し、400℃にて2時間保持することによってバインダを焼失させた。その後、1400℃まで4時間かけて昇温し、2時間の保持時間を設けた後に室温まで8時間かけて徐々に冷却することによって、主面に複数の溝部3を設けたセラミックスの多孔質体2を得た。こうして得られたセラミックスの多孔質体2の平均細孔径および気孔率を水銀圧入法にて測定した結果、平均細孔径が1.5μm、気孔率が42.5%であった。
And this molded object was dried. In drying, in order to avoid rapid drying, it was naturally dried for a certain time and then combined with drying in a drying room set at a temperature of about 80 ° C. with a kerosene boiler or the like. After drying the molded body, the temperature was raised from room temperature to 400 ° C. over 4 hours in an oxidizing atmosphere in a firing furnace, and the binder was burned out by holding at 400 ° C. for 2 hours. Thereafter, the temperature is raised to 1400 ° C. over 4 hours, a holding time of 2 hours is provided, and then gradually cooled to room temperature over 8 hours, whereby a porous ceramic body provided with a plurality of
上記の方法により作製されたセラミックスの多孔質体2は、高さが52.5mm,厚みが5.0mm,奥行きが50.0mmであり、片方の主面に幅が2.5mm,深さが2.5mm,溝間のピッチが5.0mmの矩形状の溝部3を10本設けてある。そして、このセラミックスの多孔質体2を複数の溝部3を設けた片方の主面同士が重ならないように10枚重ね合わせ、さらに、端部に位置する、多孔質体2の溝部3が露出している面に、高さが52.5mm,厚みが2.5mm,奥行きが50.0mmの同質のセラミックスを重ね合わせることによって、縦が52.5mm,横が52.5mm,奥行きが50.0mmの試料No.2の加湿部材1を得た。
The ceramic
次に、本発明の加湿部材1の試料No.3として、上記と同様の方法により10枚のセラミックスの多孔質体2を作製し、矩形状の溝部3を設けた片方の主面の凸部に、厚み0.5mmの薄刃のダイヤモンド砥石(粒度240)を使用したスライシングマシンで機械加工することによって、幅が0.5mm,深さが0.5mmの微小な溝を左右方向に1mmの間隔で2本形成した。そして、このセラミックスの多孔質体2を複数の溝部3を設けた片方の主面同士が重ならないように10枚重ね合わせ、さらに、端部に位置する、多孔質体2の溝部3が露出している面に、高さが52.5mm,厚みが2.5mm,奥行きが50.0mmの同質のセラミック材を重ね合わせることによって、縦が52.5mm,横が52.5mm,奥行きが50.0mmの試料No.3の加湿部材1を得た。なお、試料No.1〜3の多孔質体2の固定はクランプを用いて行なった。
Next, the sample No. of the humidifying
また、比較例1の加湿部材として、縦が52.5mm,横が52.5mm,奥行きが50.0mmのポリエチレン樹脂からなる多孔質体(気孔率55%)で、主面に溝部のない加湿部材を作製した。さらに、比較例2として、金型以外はセラミックスの多孔質体2を作製した同様の方法により、縦が52.5mm,横が52.5mm,奥行きが50.0mmのハニカム形状の比較例2の加湿部材を作製した。なお、ハニカムの開口部1個あたりのサイズは2.5mm×2.5mmであり、それぞれの開口部間の壁厚みは2.5mmである。また、平均細孔径および気孔率を水銀圧入法にて測定した結果は、上記と同様に、平均細孔径が1.5μmで気孔率が42.5%であった。
Further, as a humidifying member of Comparative Example 1, a humidifying member made of a polyethylene body (porosity 55%) made of polyethylene resin having a vertical length of 52.5 mm, a horizontal width of 52.5 mm, and a depth of 50.0 mm, and having no groove on the main surface is manufactured. did. Further, as Comparative Example 2, the humidifying member of Comparative Example 2 having a honeycomb shape of 52.5 mm in length, 52.5 mm in width, and 50.0 mm in depth was produced by the same method for producing the porous
次に、これらの本発明の試料No.1〜3の加湿部材1および比較例1,2の加湿部材を用いて、加湿部材の上面中央部より加湿用の水を供給したときの、水の浸透度合いを比較した。条件としては、加湿用の水の供給流量を10cm3/sとし、そのときの加湿部材各部への水の浸透度合いを、気体の送風方向に垂直な一面を観察面とし、水が浸透する前後における多孔質体の色調の変化を目視にて観察し、観察面全体の色調が変化するまでの所要時間を計測する方法によって確認した。なお、加湿部材の上面から、観察面に水が垂れて来ないよう、加湿部材の上面と観察面の境界付近とに樹脂からなる堰板を設置してから実施した。
Next, these sample Nos. Using the
その結果、比較例1のポリエチレン樹脂からなる加湿部材および比較例2のセラミックスの多孔質体からなるハニカム形状を有する加湿部材は、加湿部材の上面中央部より滴下された水の一部は加湿部材の上面より多孔質体に吸収されるが、加湿部材の上面で吸収されなかった残部の水は、加湿部材の上面からあふれて側面に流出し、そのまま側面を伝って加湿部材の下方に水が漏出する現象が見られた。そのため、観察面全体、特に観察面の中央部に水が浸透するまでに時間を要し、比較例1の所要時間は約12秒,比較例2の所要時間は約15秒であった。 As a result, the humidifying member made of the polyethylene resin of Comparative Example 1 and the humidifying member having the honeycomb shape made of the ceramic porous body of Comparative Example 2 were partially humidified by the water dropped from the central portion of the upper surface of the humidifying member. The remaining water that has been absorbed by the porous body from the upper surface of the humidified member but has not been absorbed by the upper surface of the humidifying member overflows from the upper surface of the humidifying member and flows out to the side surface. Leakage was observed. Therefore, it took time for water to permeate the entire observation surface, particularly the central portion of the observation surface. The time required for Comparative Example 1 was about 12 seconds, and the time required for Comparative Example 2 was about 15 seconds.
また、比較例1のポリエチレン樹脂からなる加湿部材は、水を吸収保持した状態では、加湿部材の空孔の大部分が吸収保持された水によって塞がれた状態であることが目視により確認され、送風手段5によって気体を加湿部材に通過させる際の圧力損失が大きくなったと考えられる。
In addition, the humidifying member made of the polyethylene resin of Comparative Example 1 was confirmed by visual observation that in the state where water was absorbed and retained, most of the pores of the humidifying member were blocked by the absorbed and retained water. It is considered that the pressure loss when the gas is passed through the humidifying member by the
これに対し、本発明の試料No.1,2の加湿部材1では、加湿部材1の上面中央部に滴下された水の一部は直接加湿部材1の上面より多孔質体2に吸収され、残部はそれぞれの多孔質体2の重ね合わせ面に生じた微小な隙間を通って、加湿部材1の下方および左右方向へ速やかに拡散浸透し、その結果、約5秒間の所要時間にて観察面全体に水が浸透することが確認された。
On the other hand, sample no. In the
また、本発明の試料No.3の加湿部材1では、加湿部材1の上面中央部に滴下された水の一部は直接加湿部材1の上面よりセラミックスの多孔質体2に吸収され、残部はそれぞれのセラミックスの多孔質体2の重ね合わせ面に生じた微小な隙間および重ね合わせ面に左右方向に設けた微小な溝を通って、加湿部材1の下方および左右方向へさらに速やかに拡散浸透し、その結果、約4秒間の所要時間にて観察面全体に水が浸透することが確認された。
In addition, Sample No. In the
以上の結果より、本発明の試料No.1〜3の加湿部材1を用いれば、主面に複数の溝部3を設けた平板状の多孔質体2が複数個重ね合わせてあることから、重ね合わせ面に生じる微小な隙間が液体の流通路となって、加湿部材1の全体に速やかに液体を供給することが可能となり、気体を加湿して失われた加湿部材1の内部の水分を補うための液体を加湿部材1の各部に速やかに供給することが可能であると共に、溝部3が気体の流通路となって気体の圧力損失を防ぎ、気体の流量を増加させることによって加湿効率を向上させることが可能であることが確認された。
From the above results, sample No. If the
また、この加湿部材1を用いた加湿器10は、加湿効率が高いため従来よりもコンパクトで、ランニングコストが低く、且つ衛生面に優れた加湿器10とすることができることが確認された。
Further, it has been confirmed that the humidifier 10 using the
また、本発明の試料No.2,3の加湿部材1は、セラミックスからなる平板状の多孔質体2を複数個重ね合わせてあることから、酸化雰囲気の焼成炉内で800℃の高温まで加熱しても、変質や変形,破損を生じなかった。このことから、本発明のセラミックスからなる加湿部材1は、大気中の埃や粉塵,液体に含有される不純物の析出によって目詰まりして加湿効率が低下しても、高温での熱処理が可能であるため、熱処理によって加湿効率を回復できることが確認された。
In addition, Sample No. The
さらに、本発明の加湿部材1を加熱する加熱部7を有する加湿器20は、液体の蒸発を容易にして加湿開始までの時間短縮や加湿量の増加から加湿効率を高められるとともに、加湿部材に雑菌が繁殖した場合にも、ヒーター等の加熱部により殺菌をすることが可能であることから、衛生面に優れた加湿器20となることが確認された。
Furthermore, the humidifier 20 having the heating unit 7 for heating the
1:加湿部材
2:多孔質体
3:溝部
4:液体供給部
5:送風手段
6:液受け
7:加熱部
8:温度コントローラ
10:加湿器
20:加湿器(加熱部有り)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Humidification member 2: Porous body 3: Groove part 4: Liquid supply part 5: Blower means 6: Liquid receptacle 7: Heating part 8: Temperature controller
10: Humidifier
20: Humidifier (with heating part)
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